良许Linux教程网 干货合集 嵌入式 | 如何有效预防内存泄漏?

嵌入式 | 如何有效预防内存泄漏?

1.前言

最近我们的部门相继出现了由于内存泄漏导致的问题,具体表现为单板在现网运行数月后,由于内存耗尽而导致单板重启。

这个问题有两个方面的影响:首先,内存泄漏问题是一种低级错误,如果这类问题在现网中被忽略,会对系统造成很大的影响;其次,由于内存泄漏问题往往导致单板在运行一段时间后重启,只能通过批量升级来解决,实际影响非常严重。

而且,出现这类问题的连续发生,尤其是其中有一个问题是由我们的老员工引入的,说明我们很多员工对内存泄漏问题的认识还不够深入。

本文将介绍内存泄漏问题的原理和检测方法,希望通过在代码审查环节的提升,能够防止这类问题的再次发生。

说明:要预防内存泄漏问题,有多种方法,包括加强代码审查、使用工具进行检测和进行内存测试等。本文将重点提升开发人员的能力。

2.内存泄漏问题原理

2.1堆内存在C代码中的存储方式

内存泄漏问题只有在使用堆内存的时候才会出现,栈内存不存在内存泄漏问题,因为栈内存会自动分配和释放。C代码中堆内存的申请函数是malloc,常见的内存申请代码如下:

char *info = NULL;    /**转换后的字符串**/
info = (char*)malloc(NB_MEM_SPD_INFO_MAX_SIZE);
if( NULL == info)
{
    (void)tdm_error("malloc error!\n");
    return NB_SA_ERR_HPI_OUT_OF_MEMORY;
}

由于malloc函数返回的实际上是一个内存地址,所以保存堆内存的变量一定是一个指针(除非代码编写极其不规范)。再重复一遍,保存堆内存的变量一定是一个指针,这对本文主旨的理解很重要。当然,这个指针可以是单指针,也可以是多重指针。

malloc函数有很多变种或封装,如g_malloc、g_malloc0、VOS_Malloc等,这些函数最终都会调用malloc函数。

2.2堆内存的获取方法

看到本小节标题,可能有些同学有疑惑,上一小节中的malloc函数,不就是堆内存的获取方法吗?的确是,通过malloc函数申请是最直接的获取方法,如果只知道这种堆内存获取方法,就容易掉到坑里了。一般的来讲,堆内存有如下两种获取方法:

方法一:将函数返回值直接赋给指针,一般表现形式如下:

char *local_pointer_xx = NULL;
local_pointer_xx = (char*)function_xx(para_xx, …);

该类涉及到内存申请的函数,返回值一般都指针类型,例如:

GSList* g_slist_append (GSList   *list, gpointer  data);

方法二:将指针地址作为函数返回参数,通过返回参数保存堆内存地址,一般表现形式如下:

int ret;
char *local_pointer_xx = NULL;    /**转换后的字符串**/
ret = (char*)function_xx(..., &local_pointer_xx, ...);

该类涉及到内存申请的函数,一般都有一个入参是双重指针,例如:

__STDIO_INLINE _IO_ssize_t;
getline (char **__lineptr, size_t *__n, FILE *__stream);

前面说通过malloc申请内存,就属于方法一的一个具体表现形式。其实这两类方法的本质是一样的,都是函数内部间接申请了内存,只是传递内存的方法不一样,方法一通过返回值传递内存指针,方法二通过参数传递内存指针。

2.3内存泄漏三要素

最常见的内存泄漏问题,包含以下三个要素:

要素一:函数内有局部指针变量定义;

要素二:对该局部指针有通过上一小节中“两种堆内存获取方法”之一获取内存;

要素三:在函数返回前(含正常分支和异常分支)未释放该内存,也未保存到其它全局变量或返回给上一级函数。

2.4内存释放误区

稍微使用过C语言编写代码的人,都应该知道堆内存申请之后是需要释放的。但为何还这么容易出现内存泄漏问题呢?一方面,是开发人员经验不足、意识不到位或一时疏忽导致;另一方面,是内存释放误区导致。很多开发人员,认为要释放的内存应该局限于以下两种:

1) 直接使用内存申请函数申请出来的内存,如malloc、g_malloc等;

2)该开发人员熟悉的接口中,存在内存申请的情况,如iBMC的兄弟,都应该知道调用如下接口需要释放list指向的内存:

dfl_get_object_list(const char* class_name, GSList **list);

按照以上思维编写代码,一旦遇到不熟悉的接口中需要释放内存的问题,就完全没有释放内存的意识,内存泄漏问题就自然产生了。

3.内存泄漏问题检视方法

检视内存泄漏问题,关键还是要养成良好的编码检视习惯。与内存泄漏三要素对应,需

要做到如下三点:

1) 在函数中看到有局部指针,就要警惕内存泄漏问题,养成进一步排查的习惯

2) 分析对局部指针的赋值操作,是否属于前面所说的“两种堆内存获取方法”之一,如果是,就要分析函数返回的指针到底指向啥?是全局数据、静态数据还是堆内存?对于不熟悉的接口,要找到对应的接口文档或源代码分析;又或者看看代码中其它地方对该接口的引用,是否进行了内存释放;

3) 如果确认对局部指针存在内存申请操作,就需要分析该内存的去向,是会被保存在全局变量吗?又或者会被作为函数返回值吗?如果都不是,就需要排查函数所有有”return“的地方,保证内存被正确释放。

以上就是良许教程网为各位朋友分享的Linu系统相关内容。想要了解更多Linux相关知识记得关注公众号“良许Linux”,或扫描下方二维码进行关注,更多干货等着你 !

137e00002230ad9f26e78-265x300
本文由 良许Linux教程网 发布,可自由转载、引用,但需署名作者且注明文章出处。如转载至微信公众号,请在文末添加作者公众号二维码。
良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
上一篇
下一篇

发表评论

联系我们

联系我们

公众号:良许Linux

在线咨询: QQ交谈

邮箱: yychuyu@163.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部